A água está se tornando um recurso cada vez mais raro no século XXI, suspeita-se que devido ao aquecimento global, mas a poluição das águas da Terra continua, apesar da necessidade de preservá-la. Existem poluentes naturais da água, mas a maioria dos poluentes hídricos é de origem humana, e o impacto dos seres humanos, em termos de poluição de oceanos, rios e lagos, tem sido vasto.
Desde a Revolução Industrial, os problemas existentes de poluição da água foram agravados pelo rápido aumento de resíduos industriais. A poluição cresceu de forma constante com o enorme aumento da população mundial nos últimos 100 anos, e com a nova tecnologia houve agricultura e exploração madeireira mais intensivas. O mundo moderno viu mares e rios ao redor do globo se tornarem um depósito, deliberado ou não, para poluentes como plástico, detergentes, fertilizantes, dejetos animais e detritos de extração de madeira. Tudo isso cobrou seu preço na vida marinha e, por sua vez, corre o risco de causar um desequilíbrio nos ecossistemas.
A poluição por petróleo continua a ser um problema para os oceanos do mundo e também contaminou praias ao redor do globo. O tema da perfuração offshore é uma grande questão para muitos ambientalistas que temem outro desastre como o vazamento de petróleo no Golfo do México em 2010.
Resíduos tóxicos em oceanos, rios e lagos são, arguivelmente, uma forma ainda mais perturbadora de poluente hídrico. Milhares de mortes na cidade indiana de Bhopal em 1984 foram causadas por gases tóxicos contaminando a cidade. Os gases tóxicos eventualmente chegaram ao solo e à água. Quando toxinas estão presentes na água, isso pode afetar todas as criaturas vivas na cadeia alimentar, pois peixes menores infectados, que são comidos por peixes maiores, contaminarão então os peixes maiores.
Doenças transmitidas pela água podem frequentemente ser o resultado de água poluída por esgoto e causar doenças como disenteria, cólera e febre tifoide. Surto de E. coli, causados pela bactéria encontrada no esgoto humano, ainda não são incomuns, apesar da higiene moderna, mesmo no mundo ocidental.
Existem alguns poluentes naturais da água, como algas, que podem ter um efeito devastador na vida aquática; se forem espessas o suficiente, sufocarão o suprimento de oxigênio para todas as criaturas que vivem abaixo. As algas também podem se espalhar e cobrir uma ampla área. Cinzas vulcânicas são outro poluente natural da água e um que é impossível de controlar.